固態(tài)照明對照明行業(yè)產(chǎn)生了巨大影響,開始了白熾燈具的迅速衰落。由于LED及其相關(guān)電子設(shè)備的同樣顯著的進(jìn)步,這種轉(zhuǎn)變正在迅速加速。
現(xiàn)在,照明占全球能源消耗的19%。預(yù)測表明,到2030年,對人造光的需求將增長80%。全球意識提高了政府和企業(yè)減少碳排放的舉措,同時提高了對可持續(xù)光源的需求。隨著傳統(tǒng)白熾燈在未來五年逐步淘汰,由于所有主要西方國家的能源法規(guī)都更加嚴(yán)格,全球新的政府標(biāo)準(zhǔn)將推動市場采用更有效的照明選擇。新的固態(tài)照明(SSL)技術(shù)獲得了巨大的吸引力,可能填補(bǔ)這一空白,到2025年將照明能耗降低50%。
可持續(xù)固態(tài)照明技術(shù)獲得牽引力LED是最重要的,推動范式從傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈轉(zhuǎn)向更節(jié)能,更長壽,可持續(xù)的解決方案。從路燈到巨型視頻屏幕,從汽車前燈到室內(nèi)照明,SSL系統(tǒng)提供了引人注目的優(yōu)勢,并且已經(jīng)在改變行業(yè)方面取得了進(jìn)展。如今,先進(jìn)的LED照明技術(shù)可提供OEM所需的可持續(xù)性,可擴(kuò)展性和設(shè)計靈活性,以便為SSL住宅,商業(yè)和工業(yè)市場設(shè)計具有競爭力的解決方案。
LED技術(shù)的能源效率與企業(yè)可持續(xù)發(fā)展計劃的廣泛普及相一致。通過使用LED模塊而不是傳統(tǒng)燈,現(xiàn)在可以將功耗降低多達(dá)90%。此外,雖然初始投資可能更高,但如果包括更換成本,則可在一年內(nèi)實現(xiàn)投資回報。除了節(jié)能之外,LED照明產(chǎn)品的使用還可以顯著降低維護(hù)成本。保守地說,LED持續(xù)時間超過25倍 - 最多可達(dá)40倍 - 比白熾燈長5倍,比CFL(緊湊型熒光燈)長5倍。
LED比普通白熾燈或CFL光源的物理性能更強(qiáng)。由于沒有燈絲斷裂,LED可以比傳統(tǒng)燈具更好地承受劇烈振動,沖擊和沖擊。從美學(xué)角度來說,LED是可調(diào)光的,具有即時功能,具有良好的顯色性和全色譜。它們可在低壓電流下靜音運(yùn)行,無汞或鉛,對紫外線敏感應(yīng)用完全安全。隨著LED技術(shù)超越早期采用階段,白光LED的開發(fā)為更廣泛的應(yīng)用提供了更具吸引力的演示。
LED照明和電子產(chǎn)品的融合
盡管有這些明顯的優(yōu)勢,但仍存在一些挑戰(zhàn)。 LED技術(shù)。例如,雖然LED的運(yùn)行溫度明顯低于白熾燈,但沒有適當(dāng)?shù)臒峁芾恚捎贚ED結(jié)內(nèi)的熱量積聚,其有效使用壽命會大大縮短。白熾燈和熒光燈通過玻璃燈泡表面?zhèn)鲗?dǎo)熱量。 LED需要一種通過LED背面?zhèn)鲗?dǎo)來分配熱量的方法。通過散熱器和適當(dāng)?shù)纳峁芾恚琇ED燈具在正常使用情況下可以持續(xù)達(dá)到令人印象深刻的50,000小時,流明維持率為70%。
LED發(fā)光器通常焊接到PCB并作為集成燈具組裝,無需更換故障的機(jī)制LED或更新LED。這種組裝方法給夾具制造商帶來了一些挑戰(zhàn),比典型的照明裝置更接近電子組件。即使是成熟的燈具制造商也可能會遇到實際上是電子元件的光源,需要與電子電路的安全連接。成功焊接的設(shè)計仍然會使焊點在處理過程中容易受到壓力。冷焊點會導(dǎo)致廢棄昂貴的LED陣列。
LED照明行業(yè)有效地融入電子元件領(lǐng)域,需要不同的專業(yè)知識。因此,LED產(chǎn)品開發(fā)起初很慢,因為該行業(yè)對大量投資無法輕松組裝,維修或升級的燈具持謹(jǐn)慎態(tài)度。習(xí)慣于傳統(tǒng)照明的燈具制造商和照明OEM一直要求LED模塊更接近仿真傳統(tǒng)照明。
通過將一流的電氣,熱學(xué)和光學(xué)專業(yè)知識與內(nèi)部設(shè)計和制造能力相結(jié)合,Molex積極應(yīng)對這些實際設(shè)計問題和需求。由此產(chǎn)生的LED燈模塊系列為OEM提供了前所未有的設(shè)計靈活性和自由度,以使其產(chǎn)品與眾不同。模塊化LED照明解決方案是一種熟悉的模型,經(jīng)常被分銷商使用,他們現(xiàn)在能夠?qū)⑺麄兊漠a(chǎn)品組合擴(kuò)展到傳統(tǒng)光源之外,包括LED光源。電子技術(shù)的進(jìn)步首次使LED燈具成為實用且價格合理的大規(guī)模生產(chǎn)。
模塊化LED組件融合了SSL和互連技術(shù)的優(yōu)勢
Helieon LED燈模塊于2010年3月發(fā)布,結(jié)合了SSL Bridgelux的技術(shù)與Molex的互連技術(shù)。一個易于使用的兩件式設(shè)計,Helieon燈座或燈座永久固定在燈具中。將燈模塊插入插座中,進(jìn)行電氣連接,并進(jìn)行直觀的四分之一轉(zhuǎn),將模塊鎖定到位。通過仿真?zhèn)鹘y(tǒng)照明插座,Helieon系統(tǒng)可提供簡單而熟悉的安裝體驗。 Helieon專為致力于推動大規(guī)模市場采用LED照明的照明OEM而設(shè)計。
用于大批量應(yīng)用的Helieon模塊有兩種基本輸出,800或1200流明(大致相當(dāng)于60W和90- W白熾燈泡,但可驅(qū)動提供500至1500流明,以滿足廣泛的流明輸出要求。 Helieon模塊也比白熾燈泡使用更少的電力,可節(jié)省高達(dá)80%的能源。模塊可選擇3000 K暖白色或4100 K中性白色溫度,并可選擇24°,32°或50°光束角度。因此,Helieon模塊可提供窄中型泛光束模式,可為各種照明應(yīng)用提供精確效果。此外,用戶可以在不移除或更換燈具的情況下輕松改變光束角度,色溫或光輸出。只需更換Helieon模塊(輕松轉(zhuǎn)動)即可為照明安裝設(shè)計帶來全新的外觀和感覺。 Helieon模塊還提供緊湊的設(shè)計,因為模塊直徑僅為80 mm,當(dāng)與插座配合時,組件厚度僅為27.6 mm。
Helieon為內(nèi)部和外部燈具制造商提供輕松的安裝,互換性和可升級性。簡單的即插即用模塊化解決方案使制造商能夠在其燈具中采用SSL,并以低價格向前推進(jìn)靈活的路徑。燈具設(shè)計人員可以使用Helieon開發(fā)可以輕松更換和升級LED光源的產(chǎn)品,并在價格上提供SSL安裝的回收期短。
插座式互連Helieon接口使全球照明燈具制造商能夠開發(fā)基于該技術(shù)的產(chǎn)品,以便更快地采用行業(yè)。 Helieon的應(yīng)用可能僅限于一個人的想象,可能包括筒燈,任務(wù)或重點燈,現(xiàn)場和軌道燈,暗燈和室內(nèi)照明,零售和展示照明,酒店照明,建筑照明,裝飾照明,甚至博物館照明。支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的模塊互連技術(shù)將有助于確保長期設(shè)計機(jī)會,同時保護(hù)夾具OEM及其客戶的開發(fā)投資。
用于無縫LED組件的印刷電路組件
LED印刷電路組件提供可靠,高效的定制照明解決方案,可與眾多行業(yè)的LED組件Helieon產(chǎn)品線無縫協(xié)作。連接器和LED設(shè)計集成等同于完整的解決方案,利用成熟的產(chǎn)品和技術(shù)來支持總的LED互連需求。所有印刷電路組件的內(nèi)部功能測試確保了強(qiáng)度和顏色的質(zhì)量和一致性。
電路板可靠性和設(shè)計將電氣,機(jī)械,熱和光學(xué)功能融合到一個完全合格的LED封裝中。定制LED組件支持背光應(yīng)用,聚酯電路支持低功耗應(yīng)用和散熱聚酰亞胺和剛性板,以支持高功耗應(yīng)用,如手術(shù)和汽車照明。 BIN控制系統(tǒng)可調(diào)節(jié)一致的逐個LED發(fā)光度輸出范圍,這對于高質(zhì)量照明產(chǎn)品至關(guān)重要。
用于模塊化LED組件的陣列支架
2010年,除了Helieon合作伙伴關(guān)系外,Molex還推出了最初為Bridgelux ES和RS陣列設(shè)計的無焊LED陣列支架(見圖1)。作為完美的補(bǔ)充,LED陣列支架可在經(jīng)濟(jì)高效的SSL解決方案中提供相同的高性能和即插即用設(shè)計。創(chuàng)新的互連系統(tǒng),LED陣列支架簡化了LED組件的安裝,并在更高效或更明亮的燈光可用時便于升級。無焊料LED陣列支架極大地增加了連接選項,提供了卓越的設(shè)計靈活性,使OEM能夠?qū)W⒂趭A具設(shè)計,減少約束,減少對實施的關(guān)注。
圖1:Bridgelux ES陣列的Molex支架(帶有和沒有封面)。
雙端線路陷阱端子簡化了裝配,允許線纜方向的靈活性,以實現(xiàn)最佳的線路布線。使用簡單的工具,可釋放的雙線阱可實現(xiàn)現(xiàn)場更換,并有助于升級到當(dāng)前應(yīng)用。一步式無焊螺旋連接系統(tǒng)無需在組裝過程中進(jìn)行線焊,表面貼裝技術(shù)(SMT)焊接或其他二次加工,從而大幅節(jié)省制造成本和效率。 LED陣列支架完全不需要手工焊接或SMT焊接和昂貴的SMT設(shè)備。
在新的陣列支架中,安全的壓縮電源觸點即使在高環(huán)境溫度下也能提供穩(wěn)定的連接,并防止由于冷或不可靠的焊點。其他標(biāo)準(zhǔn)功能包括用于二次光學(xué)器件的內(nèi)置安裝點。可選的透明LED保護(hù)蓋,帶有彈簧鎖,可保護(hù)LED免受灰塵和裝配過程處理。
由于無需二次加工,Molex陣列支架有助于簡化設(shè)計周期并簡化系統(tǒng)級集成難題原始設(shè)備制造商。設(shè)計主要集中在直徑為48至50毫米的光源尺寸上。直徑小于50毫米(1.96英寸)的外形使LED陣列支架非常適用于燈具和其他小型夾具應(yīng)用,包括MR16或使用熱塑性外殼的軌道照明,以支持高發(fā)熱環(huán)境。一系列更小的外形尺寸允許燈具原始設(shè)備制造商在沒有昂貴的重新設(shè)計的情況下維持標(biāo)準(zhǔn)照明設(shè)計。
陣列支架是一種非常簡單和低技術(shù)形式的連接器。它基本上是一個將LED燈具電連接到一組電線的保持系統(tǒng)。陣列支架的輔助功能是促進(jìn)LED和散熱器之間的熱界面。通過夾緊和向熱界面材料施加壓力,通常是墊,油脂或相變材料,該陣列便于熱連接.Molex陣列支架必須符合UL測試496的燈座。改善LED和散熱器或任何其他金屬導(dǎo)電表面之間的爬電距離和間隙,減少能源使用以及更頻繁更換LED的成本,以及使用更低成本的1類電源。
陣列支架的使用基本上增強(qiáng)了將LED直接擰到散熱器的傳統(tǒng)方法。陣列上的附著點是一個重要特征,允許集成熱障,光學(xué)器件,在某些情況下,透明蓋板可提供入口保護(hù)。除了照明光學(xué)元件外,易于組裝還可以實現(xiàn)二次光學(xué)。
模塑互連器件技術(shù)增強(qiáng)了LED設(shè)計選項根據(jù)LED的外形尺寸,可以使用多種技術(shù)為陣列供電。例如,Helieon組件使用標(biāo)準(zhǔn)印章和形式接觸解決方案。最近的發(fā)展,陣列支架裝飾可以包含用于將電路應(yīng)用到三維塑料部件上的內(nèi)部模制互連裝置(MID),這允許更多集成技術(shù)和獨(dú)特包裝概念。 MID可在非常緊湊的SSL光源中使用復(fù)雜的電子設(shè)備。這項新技術(shù)將電路圖案嵌入到具有激光激活表面的特種金屬化塑料上。激光蝕刻激活后,表面鍍層(銅鎳/錫金),提供三維機(jī)電封裝,可在其上添加元件,連接器和LED。
MID封裝解決了OEM的工藝挑戰(zhàn)遇到連接LED和焊接線在一個空間,通過線規(guī)和接觸螺絲更緊湊。作為在LED組件上使用多個(Cree MPL LED的六個焊盤)頂部接觸墊的替代方案,MID可以使用兩個觸點,陽極/陰極I/O,然后可以從六個獨(dú)立的LED電源連接跳線。這消除了連續(xù)交替正負(fù)的需要,并允許在串行或并行架構(gòu)中進(jìn)行功率部署。
MID是一種成熟的技術(shù),在醫(yī)療和移動市場中占有一席之地,并廣泛用于開發(fā)智能手機(jī)的天線。它將顯著推動下一代SSL產(chǎn)品的大眾市場生產(chǎn)。同時,業(yè)界可以預(yù)期MIDenabled LED照明控制系統(tǒng)將通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備激增,從而為最終用戶提供更大的靈活性和對照明體驗和環(huán)境的控制。智能照明控制已經(jīng)使工作變得更容易,行業(yè)更具可持續(xù)性。現(xiàn)代商業(yè),工業(yè)和住宅建筑將局域網(wǎng)直接整合到照明系統(tǒng)中,以監(jiān)控維護(hù)要求,確定占用率,并提供日光控制和調(diào)光系統(tǒng) - 還有一些簡單和變革的方法,用于照明OEM以利用電子技術(shù)。
隨著LED在全球的普及,模塊化組件,陣列支架,MID和其他電子技術(shù)的集成必將在照明可持續(xù)和價格具有競爭力的SSL產(chǎn)品的OEM開發(fā)方面發(fā)揮越來越重要的作用。
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